Soy un desarrollador. Intenté (principalmente por diversión) crear un motor físico realista.
Trato de sumar todas las fuerzas (aquí empuje) que se aplican a un objeto en dos composantes: una aceleración vectorial y la aceleración angular.
Leí mucho sobre torque y empuje, pero todavía hay algunas cosas que no puedo entender.
Tomemos un ejemplo: imagine un avión (o nave espacial) con dos motores, cada uno colocado en el lado opuesto con respecto al centro de gravedad. Si tienen el mismo empuje, imagino que puedo modelizarlos mediante un solo vector de empuje colocado en el centro de gravedad igual a la suma del empuje proporcionado por los dos motores. ¿Está bien?
¿Qué sucede si un motor entregó un 10% menos de empuje que el otro, cómo disminuye mi empuje, cómo calcular el par resultante?
¿Perdí o gané eficiencia si mis propulsores están colocados en la parte trasera del avión y por qué?
Trato de encontrar un modelo matemático que pueda funcionar con cualquier número de propulsores colocados en diferentes posiciones de la aeronave.
Debe modelar el empuje y la inercia totales, así como el empuje angular (par) sobre el centro de masa y la inercia angular. Por ejemplo, suponga que tiene dos motores, cada uno a cinco metros a la izquierda ya la derecha de la línea central, y el de la izquierda ejerce un empuje de 90 newtons mientras que el otro tiene un empuje de 110 newtons. Entonces tienes un empuje total de 200 newtons, pero el torque del motor izquierdo es de 90*5 newton-metros tendiendo a girar hacia la derecha, mientras que el otro motor tiene un torque de 110*5 newton-metros en la dirección opuesta, por un par total a la izquierda de 20*5 newton-metros. La rapidez con la que gira depende del momento angular de inercia con respecto al eje vertical.
Para modelar la inercia angular, es más fácil si modela un momento de inercia angular sobre cada uno de los ejes principales. Por ejemplo, un cilindro largo y delgado tendría un pequeño momento de inercia angular sobre su eje largo, pero un momento mayor sobre cada uno de los otros dos ejes.
Luego, determine el par sobre cada eje. Si tiene un motor cuyo vector de empuje no pasa por el centro de masa del vehículo, entonces lo pasa a cierta distancia. Puede determinar esa distancia dejando caer un segmento de línea perpendicular desde el centro de masa hasta el vector de empuje. La longitud de esa línea, multiplicada por la intensidad del vector de empuje, te da el par, que también es un vector. Los sumas sobre todas las fuerzas que actúan sobre el vehículo. Luego, resuelve ese vector de torsión en cada uno de los ejes principales y, junto con el momento angular de inercia en cada eje, obtiene una tasa de aceleración angular en cada eje.
Luego usa su solucionador de ecuaciones diferenciales ordinario (probablemente esté usando Euler ) para ver cómo evoluciona el movimiento del vehículo.
Vas a necesitar estudiar el momento de inercia y el momento angular .
AxFab
mike dunlavey